高三物理带电粒子在电场中的运动课件

一、带电粒子在电场中的直线运动

(1)运动状态的分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做匀加(减)速直线运动.

(2)用功能观点分析:电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量.

即:

说明:①此式既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.

②对匀强电场,也可直接应用运动学和动力学公式.1.电场力:2.加速度:3.末速度:U+-qd4.运行时间:+-Uqd1.电场力:2.加速度:3.末速度:U+-qd4.运行时间:+-Uqd如果是非匀强电场,上述结论还成立吗?

4.如图6－3－3所示，在A板附近有

一电子由静止开始向B板运动，则关

于电子到达B板时的速率，下列解释

正确的是

(

)A．两板间距越大，运动时间就

越长，则获得的速率越大B．两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C．与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D．以上解释都不正确试身手夯基础

4.如图6－3－3所示，在A板附近有

一电子由静止开始向B板运动，则关

于电子到达B板时的速率，下列解释

正确的是

(

)A．两板间距越大，运动时间就

越长，则获得的速率越大B．两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C．与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D．以上解释都不正确C试身手夯基础

③两类研究对象: 1)基本粒子,如电子、质子、离子、

粒子等,除有特殊说明或有明确暗示外,其重力一般可忽略,但不能忽略质量. 2)宏观带电物体,如小球、液滴、油滴、尘埃、质点等除有特殊说明或有明确暗示外,其重力一般不能忽略.补充1.如图,水平放

置的A、B两平行板

相距h,上板A带正电.现有质量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差UAB应为多大?hv0HAB补充1.如图,水平放

置的A、B两平行板

相距h,上板A带正电.现有质量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差UAB应为多大?hv0HAB【延伸思考】hv0HAB 将题中图转180

,变为图所示,结果为多少?【延伸思考】hv0HAB 将题中图转180

,变为图所示,结果为多少?dv0hAB如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N.今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回若保持两极板间的电压不变，则( )A.把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落φOBy-q,m+vv0dUYY'-二、带电粒子在电场中的偏转

(1)运动状态分析:不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向成90

角电场力作用而做匀变速曲线运动. (2)粒子偏转问题分析:可用类平抛运动的方法来分析处理.则:

侧移量

偏转角设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为L,板间距离为d.(U偏、U加分别表示加速电场电压和偏转电场电压.)5．如图6－3－4所示，质子(H)和α粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为(

)A．1∶1

B．1∶2C．2∶1 D．1∶411425．如图6－3－4所示，质子(H)和α粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为(

)A．1∶1

B．1∶2C．2∶1 D．1∶41142B6．现代科学实验中常用的

一种电子仪器叫示波器，

它的核心部件是示波管，

其工作原理如图6－3－5

所示，电荷量大小为e的

电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行，偏转电场的极板间距离为d，板长为L，整个装置处在真空中，电子重力可忽略，电子能射出平行板区．偏转电场中，若单位偏转电压引起的偏移距离叫示波管的灵敏度，请通过计算说明提高示波管的灵敏度的办法．答案：增大L，减小U1，减小d

1.出射速度的反向延长线与入射速度线的交点O正好是AB的中点.φOBy-q,m+vv0dUYY'-A推论:

2.不同粒子静止开始经同一电场加速,再经同一电场偏转,路径相同.-q,m+-U1-+U2考点二带电粒子在电场中的运动问题分析[例2]

(2011·青岛模拟)如图

6－3－9所示，真空中水平放

置的两个相同极板Y和Y′长

为L，相距d，足够大的竖直

屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电量为＋q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出．考点二带电粒子在电场中的运动问题分析[典例启迪](1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；(2)求两板间所加偏转电压U的范围；(3)求粒子可能到达屏上区域的长度．[解析]

(1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为y，沿电场方向的速度为vy，偏转角为θ，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x，则有粒子打在屏上的位置离屏中心的距离y′可有以下三种方法计算：[归纳领悟]4．如图6－3－10所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(

He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们

(

)A．同时到达屏上同一点B．先后到达屏上同一点C．同时到达屏上不同点D．先后到达屏上不同点1124[题组突破]4．如图6－3－10所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(

He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们

(

)A．同时到达屏上同一点B．先后到达屏上同一点：C．同时到达屏上不同点D．先后到达屏上不同点1124B[题组突破]5．(2011·黄冈模拟)如图6－3－11

所示，带正电的粒子以一定的初

速度v0沿两板的中线进入水平放

置的平行金属板内，恰好沿下板

的边缘飞出，已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则

(

)答案：BDφOByq、m+-v0dUYY'YY’y'XX'lL三、示波管的原理φOByq、m+-v0dUYY'YY’y'XX'lL三、示波管的原理6．如图6－3－12所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为